一种自主遥控式水下机器人的分布式控制系统设计

根据自主遥控式水下机器人的内部空间大小、推进速度、续航能力、转弯半径、通信距离等系统性能指标设计一种分布式的运动控制系统,包括主控制器及控制软件、推进单片控制器、多路舵机控制器及其驱动电路板和驱动程序、多串口通信软件、供电系统的设计。该控制系统能够实现船载控制器指令的下发、水下机器人状态信息的综合显示。

小型水下观测机器人设计与控制的研究

为适应核电反应堆大修组件检测以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运及水下工程监测等一些危险的或人不方便检测的水下作业环境,而现有检测设备存在体积较大、费用昂贵、功能不完善等问题,提出了一种小型水下观测遥控式机器人的设计方法,重点解决了结构设计和远程控制中有关的密封方式、机械手设计、摄像机云台设计、驱动方式、水下控制等问题,并通过实验验证了该设计方法的可行性和有效性;相比同类产品,具有性能稳定、功耗低、价格低廉等优点。

浅论水下作业平台的应用

南水北调中线工程的渠道、建筑物水下检测对工程安全运行具有重要意义。目前应用在工程上的水下作业平台有潜水员和水下机器人两种。分析潜水员和水下机器人两种作业平台在渠道工程中的应用范围,结合应用实例,分析两种平台的优缺点,实现水下作业平台有效选择的准确性。通过对比分析,以期达到提高南水北调中线渠道工程水下检测作业精度和效率、保证水下施工作业的安全性和优良率的目的,为工程安全运行提供保驾护航。

深海ARV在海洋资源调查中的应用及展望

深海自主/遥控式水下机器人(ARV)作为新兴的复合型水下机器人,融合了自主式水下机器人的灵活性和遥控式水下机器人的人机交互性等优势,开启了自主与遥控混合作业的新模式。深海ARV可切换为AUV自主航行模式,独立采集周边区域近海底地形地貌、地质结构以及环境参数等数据,也能下潜至目标区域后切换为ROV遥控模式进行局部观察和采样操作,其探测作业一体化技术代表了具备复杂使命执行力的第三代深海水下机器人的发展方向。通过分析国内外深海混合型水下机器人的发展现状,结合ARV在中国深海矿产资源调查中的主要应用案例和取得的成果,以6 000米级“问海一号”ARV系统的研发为例,给出其关键技术集成以及面对的技术挑战,并对未来深海ARV的应用场景、功能集成和发展方向提出了一些设想和建议。

ROV水下作业仿真系统的研究

基于水下环境复杂和作业难度大等特点,为了实现水下ROV作业培训,建立了ROV作业视景仿真系统的关键技术方法,进行了ROV和脐带缆的受力分析,讨论了ROV-缆系统运动数学模型的建立方法和求解方法,重点分析了ROV操纵性能预报和运动仿真方法。通过典型工况下ROV直航运动和回转运动的仿真结果可看出,脐带缆主要影响ROV的纵向运动性能。因此,在Vega Prime环境下进行了ROV作业培训的视景模型驱动、碰撞检测、视点切换和软件界面开发等工作,实现了交互的ROV水下作业仿真系统。

一种水工结构物检测用ROV的设计与应用研究

介绍了一种用于水工结构物检测的遥控式水下机器人研究方案。探讨了其系统组成、基本功能和工作原理,以工程应用的有效性和实用性为目标,提出了机器人本体结构、探测系统、定位系统、动力系统以及控制系统的设计方案。最后通过实物的水池试验和外场试验,对该ROV具备的水下探测和运行性能进行了检验。

新型观察级ROV建模与俯仰角控制研究

由于水下环境的复杂性,遥控式水下机器人的运动控制十分困难。该课题在一种新型有缆水下机器人外型设计的基础上,通过建立模型,分析运动方程,受力分析,从而建立控制模型。运用一种双闭环PID的控制算法,得到更优的控制效果。最后进行Matlab/Simulink仿真,结果与传统PID控制进行比对,可以得出结论,双闭环PID控制器具有更快的响应,更好的控制效果。